一种云母料组合物、云母管及其制备方法与应用与流程

本技术涉及电绝缘材料，具体涉及一种云母料组合物、云母管及其制备方法与应用。

背景技术：

1、云母管是一种由云母制成的硬塑管状材料，其具备优良的绝热性能和机械强度，因此常被用于制作各种家用电器、电动机、电冶炉等机器设备中的电级棒或出界防水套管绝缘层。

2、现有云母管的制造方法为：将云母纸浸入至有机化学粘结剂中，待粘结剂干燥后，对云母纸进行卷合、烘干定型，获得云母管。然而，利用上述卷合工艺制得的云母管在连接处会存在缝隙，严重时会影响云母管的常态绝缘性能。此外，由于云母纸在600℃以上温度下的可瓷化效果差，因此云母管的高温耐火绝缘性无法保证。

技术实现思路

1、为了提高云母管常态绝缘性与高温耐火性，本技术提供一种云母料组合物、云母管及其制备方法与应用。

2、第一方面，本技术提供一种云母料组合物，采用如下的技术方案：

3、一种云母料组合物，包括以下重量份的组分：云母粉75-85份、聚乙烯35-55份、硅微粉45-55份和有机硅胶25-35份。

4、本技术提供一种云母料组合物，该云母料组合物由云母粉及高温绝缘材料(聚乙烯、硅微粉)及柔性材料(有机硅胶)组成，因此该云母料组合物具备优异的耐火性与绝缘性；利用该云母料组合物制得的云母管在600℃以上高温下的可瓷化效果好，因此具备优异的常态绝缘性与高温耐火性，故能够满足电击棒或防水套管绝缘层的使用要求。

5、本技术中，聚乙烯分子链中含有大量的甲烷基团，这使得其表面呈现非极性特性，即使在高温环境下，其绝缘性能也能保持稳定。硅微粉是由天然石英或熔融石英经一系列加工制备而成的微粉，具有耐温性好、绝缘性高等优点。有机硅胶的基本结构单元是由硅－氧链节构成的，侧链通过硅原子与其他各种有机基团相连，故有机硅胶中既含有“有机基团”，又含有“无机结构”，这种特殊的结构使得有机硅胶既具备优异的粘结性与韧性，又具备优异的耐高温绝缘性。因此，本技术通过向云母粉中加入聚乙烯、硅微粉和有机硅胶，并将各物质的添加量控制在上述范围内，获得的云母料组合物制得的云母管具备优异的常态绝缘性与高温耐火性。

6、本技术中，云母管可瓷化是指该云母管不透明、致密，具有很好的防火、耐火、绝缘效果。

7、优选地，所述云母料组合物包括以下重量份的组分：云母粉78-83份、聚乙烯35-50份、硅微粉48-55份和有机硅胶25-35份。

8、在一个具体的实施方案中，所述云母粉的重量份可以为：75份、78份、80份、83份或85份。

9、在一个具体的实施方案中，所述聚乙烯的重量份可以为：35份、40份、45份、50份

10、或55份。

11、在一个具体的实施方案中，所述硅微粉的重量份可以为：45份、58份、50份、52份或55份。

12、在一个具体的实施方案中，所述有机硅胶的重量份可以为：25、30份或35份。

13、进一步优选地，所述云母料组合物包括以下重量份的组分：云母粉80份、聚乙烯40份、硅微粉50份和有机硅胶30份。

14、优选地，所述聚乙烯的密度为0.94-0.96g/cm3；上述密度的聚乙烯为高密度聚乙烯，相比于密度为0.910-0.925g/cm3的低密度聚乙烯，高密度聚乙烯具备更加优异的耐高温性能。

15、一种云母料组合物的制备方法为：将各组分混合，并在600-1000r/min的搅拌转速下搅拌80-120min，获得云母料组合物。

16、第二方面，本技术提供一种由所述云母料组合物挤压成型获得云母管。

17、本技术的云母管采用了挤压成型的制备工艺，与相关技术中的卷合工艺相比，挤压成型工艺制得的云母管全管无缝，且云母管的常温绝缘性与高温耐火性能更加优异。

18、本技术中，通过试验探究发现，当云母料组合物中云母粉的添加量＜75份时，云母管的耐火和绝缘性差；当云母料组合物中云母粉的添加量＞85份时，云母管在生产过程中易出现掉粉现象。当聚乙烯的添加量＜35份时，云母管在挤出的过程中会发生挤出断裂；当聚乙烯的添加量＞55份时，云母料组合物的均匀性差，导致云母管的绝缘性与耐火性较差；当硅微粉的添加量＜45份时，云母管的绝缘性能稍差；当硅微粉的添加量＞55份时，制得的云母管易出现掉粉现象；当有机硅胶的添加量＜25份时，云母料组合物的粘度低，并且制得的云母管的耐火性与绝缘性较差；当有机硅胶的添加量＞35份时，云母管无法固化成型。因此，本技术将云母料组合物中各组分的添加量控制在上述范围内，能够保证云母料组合物的均匀性与稳定性，并且制得的云母管具备优异的绝缘性与高温耐火性，且表面均匀光滑，不会出现开裂、掉粉等现象。

19、第三方面，本技术提供一种云母管的制备方法。

20、一种云母管的制备方法，包括以下步骤：将所述云母料组合物在170-190℃的挤出温度下挤出，然后在20-30℃下气冷≥20min，获得云母管预制体；经烘干，获得的云母管。

21、本技术提供了一种云母管的制备方法，该制备方法是将云母料组合物利用挤压设备挤压成型获得云母管。本技术通过试验探究发现，在上述云母管的制备方法中，当挤出温度＜170℃时，云母管无法固化成型；当挤出温度＞190℃时，导致云母管预制体表面开裂；当气冷温度低于20℃，云母管预制体出现变形；当气冷温度高于30℃，云母管预制体表面出现裂纹。

22、本技术中，云母料组合物经挤压后采用气冷的方式，气冷工艺能够避免云母管受潮、破裂。

23、在一个具体的实施方案中，所述挤出温度可以为170℃、180℃或190℃。

24、在一个具体的实施方案中，所述气冷温度可以为20℃、25℃或30℃。

25、优选地，所述烘干采用双段烘干工艺；一段烘干温度为80-100℃，烘干时间≥8min；二段烘干温度为150-170℃，烘干时间≥10min。

26、本技术中，云母管预制体在烘干之前，其表面还可以涂布表面处理液。

27、在一个具体的实施方案中，所述表面处理液包括以下重量份的组分：陶瓷粉20份、二氧化硅40份、玻璃粉10份和有机硅树脂40份。

28、第四方面，本技术提供的云母料组合物、云母管在制备电击棒或防水套管绝缘层中的应用。

29、综上所述，本技术具有以下有益效果：

30、1.本技术采用特定配比的云母粉、聚乙烯、硅微粉及有机硅胶，制备出了一种耐火与电绝缘性能俱佳的云母料组合物；利用该云母料组合物制备云母管，获得的云母管具备优异的常温绝缘性，并且高温耐火性高达900℃以上，能够满足电击棒或防水套管绝缘层的使用要求。

31、2.本技术提供了一种云母管的制备方法，该制备方法采用了挤压成型的制备工艺，通过将挤出温度控制在170-190℃范围内，气冷温度控制在20-30℃之间，能够制备出表面性能良好、绝缘性优异的云母管。

32、3.本技术提供的云母管的内径为10mm，外径为14mm；其耐火温度＞900℃；在常态耐电压＞50kv/mm。